24.Механические методы испытаний

Рассматриваемые методы привнесены в область строительства из металловедения. Как известно, при испытаниях металла широко применяются так называемые “пробы на твердость”. К ним относятся испытания путем вдавливания в поверхность металла стального шарика или алмаза (по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу и т.д.), измерения по упругому отскоку падающего шарика (испытания по Шору) и др.

Благодаря своей простоте, удобству и возможности быстрой про­верки состояния материала в целом ряде точек на поверхности конструк­ций эти косвенные методы нашли применение и при освидетельствовании сооружений. Полученные при этом данные переводятся в прочностные ха­рактеристики исследуемого материала по эмпирическим формулам или с применением соответствующих графиков и таблиц.

Следует при этом иметь в виду, что само понятие “твердость” не является столь же определенным физическим критерием сопротивления материала силовым воздействиям как прочность, деформатигшость и т.д. В зависимости от вида испытания на твердость выявляются различные фак­торы: в методе отскока (по Шору) - способность к упругой работе при на­личии поглощения части энергии деформирования; при вдавливании шари­ка по Бринеллю - пластические свойства на уровне предела текучести; при вдавливании алмаза - сопротивление значительному деформированию (на )ровне предела прочности) и т. д.

25. Оценка прочности металла

Наибольшее применение в строительной практике для оценки прочности металла имеет прибор Польди (рис.3.1) ударного действия.

Наконечником прибора является шарик 2 диаметром 10 мм из твердой закаленной стали, дающий при ударе отпечаток одновременно на исследуемом металле 1 и на стальном эталонном бруске 3, твердость которого НВ^эт должна быть заранее определена. Для получения отпечатков ударяют молотком по верхнему торцу стержня 4.

Твердость НВ исследуемого металла испытываемой конструкции определится из соотношения:

где D - диаметр стального шарика 2 (рис.3.2);

d - диаметр отпечатка на поверхности исследуемого материала;

d_эт - то же, на эталонном бруске.

Р ис. 3.1 Схема прибора Польди:

1 - исследуемый материал;

2 - стальной шарик;

3 - эталонный брусок;

4 - ударный стержень;

5 - обойма прибор

Рис.3.2. Отпечатки, получаемые с помощью прибора Польди:

1 - исследуемый материал;

2 - стальной шарик;

3 - эталонный брусок

Нахождение НВ и определение прочности и марки металла произ­водятся с помощью соответствующих таблиц. Для термически обработан­ных легированных сталей вводится поправочный коэффициент.

С помощью прибора Польди можно получать, однако, лишь ориен­тировочные характеристики. Но и с учетом этого применение прибора практически полезно, в особенности в следующих случаях:

- для ускоренной проверки однородности материала в различных элементах освидетельствуемых конструкций;

- при отбраковке (проверке марок металла) поступающих заготовок.